Beskrivning
Tiden verkar linjär för oss: Vi minns det förflutna, upplever nuet och förutsäger framtiden, och rör oss i följd från ett ögonblick till ett annat. Men varför är det så, och kan tiden i slutändan vara en sorts illusion? I det här avsnittet, Nobelprisvinnande fysiker Frank Wilczek pratar med värden Steven Strogatz om tidens många "pilar" och varför de flesta av dem verkar oåterkalleliga, essensen av vad en klocka är, hur Einstein ändrade vår definition av tid och det oväntade sambandet mellan tid och våra föreställningar om vad mörk materia kan vara.
Lyssna på Apple Podcasts, Spotify, Google Podcasts, TuneIn eller din favoritpoddapp, eller så kan du streama det från Quanta.
Avskrift
STEVEN STROGATZ: Vi är alla medvetna om tidens gång. Vi har känt det i årstidernas växlingar, rytmerna av sång och dans, våra barn som växer upp och blir äldre. Gilla det eller inte, tid är en grundläggande del av livet. Och under årtusendena har forskare i allmänhet betraktat tid som en endimensionell sak, en pil som fortsätter att röra sig framåt, aldrig bakåt. Men ju närmare vi tittar på tiden, desto mer komplicerat och mystiskt blir det. Forskare idag är delade om huruvida tiden, eller åtminstone vår erfarenhet av den, är verklig eller illusorisk. Vi kanske inte riktigt rör oss i tiden. Kanske är nuet, det förflutna och framtiden alla lika verkliga.
[Temaspel]
Jag heter Steve Strogatz, och det här är "The Joy of Why", en podcast från Quanta Magazine, där min medvärd, Janna Levin, och jag turas om att utforska några av de största obesvarade frågorna inom matematik och naturvetenskap idag.
I det här avsnittet kommer vi att fråga teoretisk fysiker Frank Wilczek, "Vad är tid?" Hur har vi definierat det tidigare? Och hur kan kvantfysiken omdefiniera det i framtiden?
Frank är Herman Feshbach-professor i fysik vid MIT, framstående professor vid Arizona State University och professor vid Stockholms universitet. Han är vinnaren av 2004 Nobelpris i fysik och 2022 Templeton-priset. Och han är författare till ett antal böcker, inklusive, senast, Grundläggande: Tio nycklar till verkligheten. Frank, välkommen till "The Joy of Why."
FRANK WILCZEK: Tack. Glad att vara här.
STROGATZ: Jag är väldigt glad över att kunna chatta med dig igen. Jag älskade hela din bok Fundamentals, och förklaringen du gav om tid och hur man tänker på tid för mig var en av de mest gripande och vackra. Men jag skulle vilja börja med en slags personlig fråga om din upplevelse av tid, precis som en son och en person, en make, jag vet inte. Hur upplever du tiden som person, och skiljer den sig från hur du upplever den som vetenskapsman?
WILCZEK: Jo, i år har jag konfronterats med tiden på ett väldigt trevligt sätt. Detta, detta är 50-årsdagen för både min första vetenskapliga uppsats och även, inte en tillfällighet, av mitt äktenskap. Det har gått 50 år...
STROGATZ: (skrattar) Wow.
WILCZEK: Och jag har reflekterat över tidens gång och på sätt och vis reser jag tillbaka i tiden för att återse dessa avgörande ögonblick.
Det är en mycket intressant fråga du ställer, att tiden som den ser ut i våra ekvationer är... Tja, det är huvudvariabeln, under vilken världen utvecklas. Så det är en symbol, t, som visas i våra ekvationer. Och genom att följa ekvationerna får vi tips om vad t är. Och det berättar vad dess egenskaper är, vilket återspeglas i de saker vi ser omkring oss och deras beteende.
Men tiden får sitt eget liv, så att säga, eftersom man kan diskutera dess egenskaper oberoende av de saker den verkar på, särskilt dess symmetri.
Men att gå tillbaka till upplevelsen av tid kontra en fysisk definition av tid - det som introducerar en rynka, bokstavligen, i den är att genom att lagra information om det förflutna och genom att tänka på framtiden kan vi resa genom tiden på ett sätt som fysiskt objekt som lyder fysikens ekvationer gör det verkligen inte.
Bara grannar i tid pratar verkligen med varandra i ekvationerna. Men i våra sinnen kan vi lagra minnen. Eller så kan vi tänka på framtiden. Vi kan verkligen resa i tiden.
STROGATZ: Toppen. Att det ligger något i ekvationerna som vi bara ser oändligt mycket framåt. Som du säger, det är grannar i tiden som gäller, eller hur? De nuvarande förhållandena förutspår vad som kommer att hända i det närliggande ögonblicket i framtiden.
WILCZEK: Ja, förvisso inom den för närvarande förstådda ramen för grundläggande rätt, det är så det fungerar. Det är roligt att spekulera i att det i slutändan kanske finns en mer global struktur, att det finns förhållanden som vi ännu inte har fångat upp som gör universums utveckling oundviklig och unik.
Men som det är nu berättar lagarna om hur världens tillstånd i ett ögonblick utvecklas till vad det är i nästa ögonblick.
STROGATZ: Vad skulle du säga är de stora mysterierna med tiden?
WILCZEK: Jag tror att ett mysterium som är mycket fruktbart, och jag tror att vi kanske har gjort stora framsteg när det gäller att rensa upp, är att fysikens grundläggande lagar ser ut att vara nästan reversibel i tid, även om vardagsupplevelsen av världen inte är det.
Så det ställer två frågor, vilka är: Hur kan du ta dig från grundläggande lagar som har den reversibilitetsegenskapen till erfarenhet, vilket drastiskt inte gör det?
Och sedan, för det andra, varför i hela friden hade lagarna den egenskapen när det inte bara är nödvändigt att beskriva erfarenhet, utan det är en slags pinsamhet? Det utgör ett problem, en utmaning. Hur förenar vi lagarnas egendom med erfarenhet, som tycks, om inte motsäga, åtminstone vara i spänning med den.
Det är två stora problem, som jag tror är till stor del lösta, faktiskt, men ändå mycket fruktbara, särskilt det första: Varför är lagarna så?
Och sedan, ett ännu större problem, som - eller ett ännu mer mystiskt och djupgående problem är, är hur vi formulerar vår beskrivning av världen nu - i termer av lagar som berättar hur världen utvecklas från ögonblick till ögonblick - är att komplett?
Det verkar på ett sätt filosofiskt otillfredsställande eftersom det delar upp beskrivningen av världen i två delar. Den ena är ekvationerna och den andra är tillståndet i världen vid ett tillfälle som du på något sätt måste injicera för att få saker igång.
STROGATZ: Så låt oss se om jag får det här. Frågorna handlar något om varför lagarna har denna nästan reversibilitetsegenskap.
WILCZEK: Ja.
STROGATZ: Frågan om "ekvationer kontra initiala villkor", skulle vi kunna uttrycka det.
WILCZEK: Jaja.
STROGATZ: Vissa människor där ute kommer att veta att du säger initiala villkor utan att säga det.
WILCZEK: Höger.
STROGATZ: Och det finns den här jargongen också, "tidens pil,” om — att det enligt vår erfarenhet känns som att tiden bara rinner framåt. Och du säger att man känner att den har en bra upplösning. Vi tror att vi förstår tidens pil.
WILCZEK: Jag tror det. Det är en lång historia som har blivit mer och mer övertygande med tiden. Men jag tror att det tydligen finns många olika tidspilar, många olika sätt på vilka framtiden skiljer sig från det förflutna. Det finns verkligen ett psykologiskt fenomen. Även termodynamikens andra lag. Den säger att saker och ting blir mer slumpmässiga, väldigt grovt sett, men har också en exakt formulering. Det finns tidens strålningspil, att strålning tenderar att gå ut från saker och inte komma in. Det finns den här tidens pil förknippad med livets evolution. Och många andra du kan uppfinna i farten. Vart du än tittar finns tidens pilar. Det finns asymmetrier mellan framtiden och det förflutna.
Men jag tror att alla nu - vi kan slå in dem alla i en pil. Precis som "En ring som styr dem alla" finns det en pil som styr dem alla, och det är tidens kosmologiska pil.
Och så, man kan säga att vi har löst mysteriet, men jag tror att det skulle vara mer korrekt att säga att vi har slagit in alla mysterier i ett, vilket är: Varför var det en Big Bang från början?
Tyngdkraften gillar att saker klumpar sig, men det tidiga universum vid tiden för Big Bang i rymden var väldigt, väldigt enhetligt. Så gravitationen var långt ur jämvikt. Och vad som har hänt sedan dess är gravitationen som kämpar för att återupprätta jämvikten.
Så materien expanderar och kyls, och sedan klumpar den ihop sig och bildar (så småningom) stjärnor som börjar frigöra kärnenergi och planeter som varelser kan utvecklas på. Det finns en mycket trovärdig historia som är rikt detaljerad som anpassar alla pilar med den kosmiska evolutionens enda pil.
STROGATZ: Jag tycker att det är väldigt — inte ens säker på vilket adjektiv jag skulle sätta på det här, men tanken att vår upplevelse av tid som enbart flyter från nuet till framtiden och att ägg inte förvränger sig själva och sånt, att detta är på något sätt knuten till hela universums evolution från dess heta enhetliga tillstånd till dess nuvarande klumpiga, du vet, galaxladdade, stjärna... Det är bara vilt att tänka att det där som verkar så avlägset påverkar min ryggvärk nu när jag är en gammal man, vet du? Som, verkligen, eller hur? I slutändan är det vad du säger.
WILCZEK: Det är verkligen inte en självklar historia, och utan berg av bevis som har utvecklats under hela den moderna vetenskapens gång skulle det vara otroligt. Så det är helt häpnadsväckande.
STROGATZ: Om saker och ting inte förändrades – som om vi kunde föreställa oss något tankeexperiment där ingenting förändrades, skulle tiden fortfarande existera? Finns tid skild från händelser? Eller är tiden något slags mått på att saker och ting förändras?
WILCZEK: Tja, du kan säkert föreställa dig - och i själva verket kan du konstruera lösningar av fysikens grundläggande lagar - så överensstämmande med alla grundläggande principer vi vet där ingenting händer, och t är fortfarande en ingrediens i dessa ekvationer -
STROGATZ: Så ett tomt universum skulle fortfarande ha tid?
WILCZEK: Ja, tiden skulle fortfarande vara med i ekvationerna. Och du kan ställa, även i den situationen, frågan om vad som skulle hända om du gjorde en liten störning i denna universella jämvikt? Och då skulle tiden avslöjas. Så tiden skulle vara lite latent, men det verkar fortfarande vara nödvändigt för att formulera hur situationen är. Vi pratar om något som är oberoende av tid, men att man inte kan formulera det utan att säga att det är något som det kunde ha hängt på att det inte gör.
STROGATZ: Det är redan ett intressant svar. Jag är lite förvånad över att du säger det. Jag menar, du gillar filosofi, som jag minns. Jag tror att du har studerat lite filosofi, eller hur?
WILCZEK: Väldigt amatörmässigt, på ett väldigt amatörmässigt sätt. Men jag har faktiskt funderat på det här nyligen, på en teknisk nivå. Men tänk på en flod, flödet av en flod. Det finns två olika beskrivningar man kan tänka sig av en flod som flyter på ett väldigt regelbundet sätt.
Så i en beskrivning, som tekniskt kallas Euler-beskrivningen, skulle du specificera vad flödeshastigheten är vid varje position, och det skulle ge dig en fullständig beskrivning av flodens flöde. Och om flödet är regelbundet kan det inte hända något. Hastigheterna skulle inte ändras med tiden.
STROGATZ: Höger.
WILCZEK: Det finns dock en annan beskrivning, associerad med namnet Lagrange. Det är liksom en inredningsbeskrivning där man följer flödet av enskilda vattenmolekyler. Och sedan rör sig dessa prover med den lokala hastigheten. Och allt eftersom tiden går, är de på en annan plats, så de ser en annan hastighet. Även om hastigheten ursprungligen var en funktion av en position, men inte av tiden. Men sett från insidan, när man följer själva flödet, då händer det saker.
Så båda beskrivningarna är giltiga. Om vi kallar denna flod ett universum, förändras inte universum i en mening. Men som upplevt från insidan håller det på att förändras. Det finns gott om utrymme för dynamisk utveckling när du är i floden och går med strömmen.
Och jag tror att det kan vara på en djup nivå vad som händer i universum. Om du vill ha en inredningsbeskrivning - en lagrangisk beskrivning, i motsats till Euler-beskrivningen - är det inte en motsägelse. Det är bara ett annat sätt att se på samma föremål, samma verklighet från det inre eller från det yttre. En människas öga kontra en guds öga.
STROGATZ: Jag vill tillsammans med dig utforska olika tidsuppfattningar i vetenskapens historia när vi, säg, från Newton till Einstein. Men i detta ögonblick skulle jag bara vilja fråga dig - och det är roligt, naturligtvis, vi fortsätter att prata om tid när vi diskuterar tid. Som jag säger, "i detta ögonblick kommer jag att ställa en fråga om tid till dig."
WILCZEK: Det är svårt att fly, eller hur?
STROGATZ: Det är svårt att fly!
WILCZEK: Det är vad de säger. Om det är en illusion så är det en ganska övertygande illusion.
STROGATZ: Det är en mycket övertygande illusion. Så här är vad jag var ute efter: att Einstein, vi vet, påverkades mycket av en vetenskapsman/filosof vid namn Mach, Ernst Mach. Vi pratar om Mach-numret i ljud, men det är samma Mach. Okej, men så: Mach. Var den här killen väldigt intresserad av operativa definitioner av saker. Så Einstein, som sitter där på patentkontoret och tänker på tiden, börjar säga, "Tid är vad klockor mäter."
Och det skriver du mycket om Fundamentals, och jag tyckte det var en väldigt intressant syn på saker och ting. Du vill — kan du riffa på den här idén? Som, ska vi tänka på tid som vad klockor mäter, i motsats till någon mer oklar definition av tid?
WILCZEK: Jo, jag tror det, om vi vill tänka vetenskapligt och fruktbart om tid på en grundläggande nivå. Men låt mig kvalificera det lite.
STROGATZ: Det behöver lite uppackning.
WILCZEK: Det engelska ordet "tid" täcker mycket mark och kan användas i olika betydelser, precis som "energi", OK? Energi betyder något mycket specifikt i samband med vetenskaplig diskussion. Men i vanligt språk har det en mycket bredare betydelse som också har luddiga kanter.
Så, på samma sätt med tiden, när jag säger, "tid är vad klockor mäter", syftar jag på det vetenskapliga begreppet tid som är extremt fruktbart och kan bäras mycket långt med stor precision. Och för att riktigt förstå det påståendet måste du också bredda begreppet vad en klocka är.
En klocka är allt i världen som förändras på något sätt, eftersom lagarna är formulerade i termer av hur saker förändras som en funktion av denna variabel t. Och allt förändras, och saker förändras på olika sätt. De flyttar. De genomgår kemiska reaktioner. De åldras i biologisk mening. Och det anmärkningsvärda påståendet är att denna ena variabel i ekvationerna ligger bakom det hela.
Så du kan ha klockor som fungerar på väldigt, väldigt olika principer. Du kan ha saker som övervakar jordens rörelse runt solen. Du kan ha saker som övervakar vattenflödet, vattenklockor. Du kan ha en klocka baserad på att titta hur någon åldras, en människa åldras. Det skulle inte vara en väldigt exakt klocka, men i princip, och om du grävde ner dig i biokemin, det skulle kunna göras exakt. Många, många olika typer av klockor, men de är alla överensstämmande med varandra.
Så när jag säger att tiden är vad klockor mäter, är det mer än ett operativt uttalande. Den har ett mycket icke-trivialt innehåll. Det säger att alla klockor som är korrekt kalibrerade och förstådda, oavsett vilken princip de är baserade på, kommer att kunna komma överens om vad klockan är.
STROGATZ: Vi kommer tillbaka.
[Paus för infogning av annons]
STROGATZ: Välkommen tillbaka till "The Joy of Why."
Om jag växlar lite från filosofi här till vetenskapshistoria, verkar det som om en stor del av historien om vetenskapens framgång, särskilt i det vi ofta kallar den vetenskapliga revolutionen på 1600-talet och senare, hade att göra med förmåga att börja mäta tid ganska bra. Att det inte är någon slump att Galileo och Huygens och Newton och, ni vet, deras efterföljare var ungefär samtidigt som bra pendelur började tillverkas. Och att man kunde få rörelselagarna på ett sätt att man skulle ha haft problem med att få dem innan man hade bra tidtagningsanordningar.
Tycker du att det är rätt? Att — att våra vetenskapliga framsteg verkligen berodde på en förmåga att mäta tid väl?
WILCZEK: Det hjälpte säkert. Och speciellt om man vidgar definitionen av tid till att inkludera planeternas regelbundna rörelse, som Keplers lag att planeterna sveper ut lika stora ytor på lika tider. Och visst var den iakttagelsen central för formuleringen av Keplers lagar, som tillsammans med Galileos studie av pendlar och fallande kroppar, allt detta ledde till höjdpunkten av den vetenskapliga revolutionen: Newtons formulering av klassisk mekanik och gravitationslagarna. Så ja, allt mycket baserat på överväganden som i stort sett förde in i tiden.
STROGATZ: Så då, om vi snabbspolar framåt - naturligtvis, fortfarande håller fast vid dessa tidsvitsar här - zoomar vi framåt nu till Einstein. I Einstein börjar vi verkligen få några väldigt konstiga – för många människor händer kontraintuitiva saker.
WILCZEK: Nåväl, genom att formulera en rikare beskrivning av gravitationsinteraktionen som går utöver den newtonska förståelsen, och redan innan dess, i försöket att göra rättvisa åt symmetrin i elektrodynamikens ekvationer, leddes Einstein till ett mer flexibelt tidsbegrepp.
Så låt mig börja med den speciella relativitetsteorin, som historiskt sett kom först. Om du är i ett stängt laboratorium och, och bara gjorde experiment inom laboratorier som rör sig i förhållande till varandra med en konstant hastighet, skulle du komma fram till samma lagar, oavsett vilken hastigheten är. Det är kärnan i speciell relativitet. Men för att göra det visar det sig att det en kille skulle kalla tid, kallar den andra killen en blandning av rum och tid. Det är en matematiskt enkel blandning. Det är vad vi kallar en linjär kombination, men det är definitivt en blandning av rum och tid. Så, detta introducerar tanken att det finns en viss flexibilitet när det gäller att definiera vad klockan är.
Du kan få giltiga fysiklagar med samma innehåll med någon av tiderna t eller en annan tid, t $latex ^{prime}$ [t-prime], det är en blandning av t och xDär x är positionen. Så det var speciell relativitet.
Och då var det en ganska stor överraskning. för att Newton, till exempel, tänkte på tid som en sak. Newton var i hög grad en teolog och trodde mycket att det han gjorde i sitt arbete var att förstå hur Gud arbetade. Och han tänkte på att Gud, ni vet, påtvingade världen sin psykologiska tid, tror jag. Det fanns - tanken att det kunde finnas olika giltiga definitioner av tid skulle ha varit mycket främmande för Newton.
Men det är vad Einstein postulerade, och det gör att du kan få väldigt fina formuleringar av fysikens lagar och hitta regelbundenheter i dem som annars skulle vara väldigt svåra att hitta.
Och sedan, i generell relativitetsteori, blir det ännu konstigare eftersom du låter olika människor på olika platser få välja sina egna t version, vilken av dessa tider att välja. Det kallas lokal Lorentz-invarians. Varje person kan välja sin egen blandning av utrymme och tid att använda. Och du måste formulera ekvationerna på ett sådant sätt att de tillåter dessa val. De har vad som kallas symmetri. Även om formuleringen av ekvationerna kommer att se väldigt olika ut om människor gör olika val, kommer deras innehåll att vara detsamma. Och bara mycket speciella ekvationer har den egenskapen.
Och Einstein, i en otrolig geniprestation, kunde – från den principen – härleda en förbättrad teori om gravitation. Tiden smälter samman med rummet, och hela rum-tiden kan kröka sig. Dessa effekter är väldigt, väldigt små på laboratorieskala. Men när du pratar om makroskopiska skalor - jordens skala och jordens gravitationsfält, eller universum, eller under mycket extrema förhållanden, som där det finns mycket stora koncentrationer av massa som kröker rymden i svarta hål. Då kommer mer flexibla, böjbara eller till och med flytande former av tid till sin rätt.
STROGATZ: Hmm. Jag menar, det finns många relativitetstester, experiment med att bära runt atomur på flygplan. Om folk inte har hört de här sakerna som du just nämnde, skulle det förmodligen låta ganska fantastiskt. Men vi har mycket bra, starka bevis för att de alla är sanna, inklusive GPS-prylar som vi använder i våra bilar. Du vet, jag menar, om allmän och speciell relativitetsteori, om vi inte tog hänsyn till dessa...
WILCZEK: Nja, GPS:en skulle inte fungera, eftersom det är väldigt viktigt att få tiden exakt rätt i GPS. I GPS-systemets funktion använder du mycket exakt timing för att sluta dig till avstånd, beroende på det faktum att ljusets hastighet är en universell konstant. Jag förenklar lite, men det här är i princip sanningen, ja.
Och eftersom ljusets hastighet är väldigt, väldigt stor jämfört med vardagliga hastigheter, reflekteras mycket små misstag i tidsmätningen i betydande förändringar i avstånd. Så om du gör små fel i hur du behandlar tid, förstoras de till mycket större fel, viktiga fel i rymden. Så du måste vara riktigt, riktigt exakt när det gäller din behandling av tid för att göra GPS till ett användbart system.
STROGATZ: Okej, så det faktum att satelliterna är högt upp, där gravitationsfältet är svagare. Du vet, det finns alla dessa satelliter som är en del av GPS-systemet, och de rör sig ganska snabbt där uppe. Alla dessa saker måste tas i beaktande och korrigeras för, och jag tycker bara att det är ett bra exempel på hur, du vet, du kanske tror att vår Einstein bara handlar om svarta hål eller hela universum, men —
WILCZEK: Tja, det är verkligen anmärkningsvärt att om man går tillbaka till Einsteins ursprungliga speciella relativitetsteori så talar han om att synkronisera och korrelera olika stationer, om man så vill, så att de kan komma överens om definitionen av rum och tid. Och med lite humor kan du se att det han beskriver där är GPS-systemet.
STROGATZ: Wow.
WILCZEK: Du vet, människor som rör sig med stavar och klockor och använder ljusets hastighet som sättet att synkronisera och, och, och sedan mäta avstånd. Det är precis - det är GPS-systemet, eller hur.
STROGATZ: Åh, jag har aldrig tänkt på det här. Det finns så många saker jag vill fråga dig om. Vad sägs om mörk materia? Jag vet att det är en av dina favoriter. Låt oss höra om det. Vad har mörk materia med tid att göra?
WILCZEK: Logiskt sett har den i bästa fall en svag koppling till tid, men det är en väldigt intressant historia som är väldigt spännande och jag är mycket engagerad i för tillfället. Så mörk materia är observationen att det finns ett helt nätverk av fenomen där det verkar som att det finns mer gravitation, mer gravitationskraft än vi kan spåra till närvaron av materia.
Det ser väldigt mycket ut som att det kan vara en ny sorts partikel som bara råkar interagera väldigt, väldigt svagt med den typ av materia som vi har sysslat med i decennier men ändå utövar gravitation. Och jag tror att jag vet vad det är, och det finns ett slags samförstånd om att detta är en bra idé — något som kallas axioner. Och nu kommer äntligen kopplingen till tiden.
Axioner introducerades i fysiken inte som ett sätt att generera mörk materia, utan som ett sätt att ta itu med lagarnas konstiga egenskap: att de är väldigt nästan lika eller väldigt nästan har samma innehåll om du ändrar tidens riktning. Så även om makroskopisk erfarenhet inte beter sig så, beter sig de mikroskopiska lagarna så.
Varför? Vi har en väldigt trevlig historia om det.
Relativitets- och kvantmekanikens principer och standardmodellens djupa symmetri - de så kallade gaugesymmetrierna som styr essensen av de andra krafterna - begränsar kraftfullt de interaktioner som materia kan ha. Så om du antar att de principerna är korrekta får du kraftfulla begränsningar av fysikens lagar.
Och det visar sig att som nästan en oavsiktlig konsekvens av dessa restriktioner, så löper lagarna nästan likadant framåt och bakåt i tiden. Så det är en enorm triumf för teoretisk förståelse.
Men det är inte riktigt färdigt. Och det finns en interaktion som är förenlig med de grundläggande lagarna, de grundläggande principerna, skulle jag säga, som skulle lyda alla dessa principer, men inte vara reversibla i tid. Och man har funnit att den interaktionen också är väldigt, väldigt liten.
Så för att förstå det på ett djupgående sätt är den ledande idén att introducera en annan stor princip. Detta är något som kallas Peccei-Quinn symmetri efter fysikerna som introducerade den.
Sedan insåg några av oss att som en konsekvens av denna nya princip, finns det en förutsägelse att det måste finnas en ny sorts partikel som jag kallar axionen, som har helt anmärkningsvärda egenskaper. Det förutspås interagera väldigt, väldigt svagt med vanlig materia. Och sedan inser vi att om du kör ekvationerna genom Big Bang, så produceras den på precis rätt sätt för att göra den mörka materia som astronomer hade observerat.
Det är minst sagt väldigt uppmuntrande att det automatiskt tar itu med detta andra kosmologiska problem. Och det underbara som har hänt under de senaste decennierna - men speciellt nu i en accelererande takt - är att det är möjligt att designa experiment som kommer att upptäcka dem om de finns där ute.
Experimenten är mycket svåra. Det är som problemet med att upptäcka neutriner, men svårare - kanske när vi lär oss de rätta knepen, kommer det inte att verka så svårt längre. Men de experimenten håller på att sättas igång. Vi kommer att veta mycket mer om fem till tio år.
STROGATZ: Jag gillar att du kommer att avsluta vår show här med det där omnämnandet av fem till 10 år eftersom jag vill dra slutsatsen på någon sorts förhoppningsvis gripande eller känslomässig ton att mycket av det arbete du är särskilt känd för, som du fick ett Nobelpris för, var i början av din karriär. Skulle det inte vara en förtjusande sak om dessa axioner om fem till 10 år mäts och visar sig vara helt rätt.
WILCZEK: Det skulle göra min dag. Jag hoppas att det inte skulle vara slutet på min karriär, men det skulle definitivt göra min dag.
STROGATZ: Jag är väldigt glad över att ha kunnat prata med dig igen, Frank. Så vi har pratat med teoretisk fysiker Frank Wilczek om mysteriet och skönheten i tiden. Frank, tack så mycket för att du är med oss idag.
WILCZEK: Tack. Det är en ära och ett privilegium, som man säger.
[Temaspel]
STROGATZ: Tack för att du lyssna. Om du gillar "The Joy of Why" och du inte redan prenumererar, tryck på prenumerera eller följ-knappen där du lyssnar. Du kan också lämna en recension för showen. Det hjälper människor att hitta den här podden.
"The Joy of Why" är en podcast från Quanta Magazine, en redaktionellt oberoende publikation som stöds av Simons Foundation. Finansieringsbeslut av Simons Foundation har inget inflytande på valet av ämnen, gäster eller andra redaktionella beslut i denna podcast eller i Quanta Magazine.
"The Joy of Why" är producerad av PRX Productions. Produktionsteamet är Caitlin Faulds, Livia Brock, Genevieve Sponsler och Merritt Jacob. Exekutiv producent för PRX Productions är Jocelyn Gonzales. Morgan Church och Edwin Ochoa gav ytterligare hjälp.
Från Quanta Magazine, gav John Rennie och Thomas Lin redaktionell vägledning, med stöd från Matt Carlstrom, Samuel Velasco, Nona Griffin, Arleen Santana och Madison Goldberg.
Vår temamusik är från APM Music. Julian Lin kom på podcastnamnet. Avsnittskonsten är av Peter Greenwood och vår logotyp är av Jaki King och Kristina Armitage. Särskilt tack till Columbia Journalism School och Bert Odom-Reed vid Cornell Broadcast Studios.
Jag är din värd, Steve Strogatz. Om du har några frågor eller kommentarer till oss, vänligen maila oss på . Tack för att du lyssna.
- SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrka dig själv. Tillgång här.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
- Platoesg. Kol, CleanTech, Energi, Miljö, Sol, Avfallshantering. Tillgång här.
- PlatoHealth. Biotech och kliniska prövningar Intelligence. Tillgång här.
- Källa: https://www.quantamagazine.org/what-is-the-nature-of-time-20240229/
- : har
- :är
- :inte
- :var
- ][s
- $UPP
- 10
- 2022
- 50
- a
- förmåga
- Able
- Om oss
- absolut
- accelererande
- olycka
- oavsiktligt
- Konto
- exakt
- handlingar
- faktiskt
- Ad
- Annat
- adresser
- adresse
- påverkar
- Efter
- igen
- ålder
- Åldrar
- Avtal
- framåt
- flygplan
- alien
- Justerar
- Alla
- tillåter
- tillåter
- nästan
- längs
- redan
- också
- Även
- amatör-
- an
- och
- årsdag
- Annan
- svara
- vilken som helst
- längre
- något
- app
- visas
- visas
- Apple
- ÄR
- områden
- arizona
- runt
- Konst
- AS
- be
- Bistånd
- associerad
- utgå ifrån
- At
- atom
- Författaren
- automatiskt
- medveten
- tillbaka
- baserat
- grundläggande
- I grund och botten
- BE
- vackert
- Skönhet
- därför att
- blir
- blir
- varit
- innan
- börja
- Börjar
- beteende
- Där vi får lov att vara utan att konstant prestera,
- böjbar
- BÄST
- mellan
- Bortom
- Stor
- Big Bang
- större
- störst
- Bit
- Svart
- svarta hål
- organ
- boken
- Böcker
- båda
- Ha sönder
- sända
- bredda
- bredare
- brett
- brock
- fört
- men
- Knappen
- by
- Ring
- kallas
- Samtal
- kom
- KAN
- Kan få
- fångas
- Karriär
- genom
- bär
- bilar
- centrala
- säkerligen
- utmanar
- byta
- ändrats
- Förändringar
- byte
- chattar
- kemisk
- val
- Välja
- kyrka
- Rensa
- klocka
- Klockor
- stängt
- närmare
- Co-Host
- COLUMBIA
- kombination
- komma
- kommer
- kommentarer
- Gemensam
- jämfört
- fullborda
- komplicerad
- begrepp
- avslutar
- villkor
- anslutning
- Konsensus
- Följaktligen
- överväganden
- konsekvent
- konstant
- konstruera
- innehåll
- sammanhang
- cornell
- korrekt
- Korrigerad
- korrelera
- kunde
- Kurs
- Täcker
- varelser
- Aktuella
- kurva
- dansa
- mörkt
- Mörk materia
- dag
- som handlar om
- årtionden
- beslut
- djup
- definierade
- definierande
- definitivt
- definition
- definitioner
- förtjusande
- härleda
- beskriva
- beskriver
- beskrivning
- Designa
- detaljerad
- upptäcka
- utvecklade
- Utveckling
- enheter
- DID
- olika
- svårt
- riktning
- diskutera
- diskussion
- avstånd
- Distingerad
- dividerat
- delar upp
- do
- gör
- inte
- gör
- inte
- ner
- drastiskt
- varje
- Tidig
- Tidiga universum
- jord
- Ledare
- Edwin
- effekter
- Ägg
- Einstein
- antingen
- smärgel
- uppmuntra
- änden
- energi
- Engelska
- åtnjuter
- episod
- lika
- lika
- ekvationer
- Jämvikt
- fel
- fly
- speciellt
- huvudsak
- Även
- händelser
- så småningom
- NÅGONSIN
- Varje
- dagliga
- allt
- överallt
- bevis
- Utvecklingen
- utvecklas
- exakt
- exempel
- spännande
- verkställande
- Exekutiv producent
- existerar
- expanderar
- erfarenhet
- erfaren
- experimentera
- experiment
- förklaring
- utforska
- Utforska
- extrem
- extremt
- ögat
- Faktum
- Fallande
- fantastical
- långt
- SNABB
- Favoriten
- favoriter
- feat
- känns
- filt
- få
- fält
- Slutligen
- hitta
- Förnamn
- fem
- Flexibilitet
- flexibel
- flöda
- Strömmande
- flöden
- följer
- efter
- För
- kraft
- Krafter
- former
- formulering
- Framåt
- hittade
- fundament
- Ramverk
- Frank
- från
- givande
- kul
- fungera
- grundläggande
- finansiering
- rolig
- framtida
- mätare
- gav
- växlar
- Allmänt
- allmänhet
- generera
- geni
- skaffa sig
- blir
- få
- Ge
- Välgörenhet
- Go
- Bra
- Går
- kommer
- god
- fick
- styra
- gps
- gravitations
- tyngdkraften
- stor
- Greenwood
- Griffin
- Marken
- Odling
- gäster
- vägleda
- Guy
- hade
- hända
- hänt
- Happening
- händer
- lyckligt
- Hård
- hårdare
- Har
- he
- höra
- hört
- kraftigt
- hjälpte
- hjälper
- här.
- Hög
- tips
- hans
- historiskt
- historia
- Träffa
- Hål
- ära
- hoppas
- Förhoppningsvis
- värd
- HET
- Hur ser din drömresa ut
- How To
- Men
- HTTPS
- humant
- humor
- i
- Tanken
- if
- Illusion
- bild
- med Esport
- imponerande
- förbättras
- in
- innefattar
- Inklusive
- otroligt
- oberoende
- individuellt
- oundviklig
- påverka
- påverkas
- informationen
- inledande
- injicerbart
- inuti
- exempel
- interagera
- interaktion
- interaktioner
- intresserad
- intressant
- interiör
- in
- införa
- introducerade
- Introducerar
- involverade
- IT
- DESS
- sig
- Jacob
- jargong
- John
- journalistik
- glädje
- bara
- Rättvisa
- Ha kvar
- håller
- nycklar
- barn
- Snäll
- slag
- King
- Vet
- känd
- laboratorier
- laboratorium
- språk
- Large
- till stor del
- Efternamn
- senare
- Lag
- Lagar
- ledande
- LÄRA SIG
- t minst
- Lämna
- Led
- Låt
- Nivå
- livet
- ljus
- tycka om
- gillar
- Lin
- linjär
- Lyssna
- liten
- lokal
- logiskt
- logotyp
- Lång
- se
- såg
- du letar
- UTSEENDE
- Lot
- älskade
- gjord
- magasinet
- göra
- GÖR
- människa
- många
- många människor
- Massa
- Master
- matte
- matematiskt
- matt
- Materia
- Maj..
- kanske
- me
- betyda
- betyder
- betyder
- mäta
- mätning
- mätning
- mekanik
- Minnen
- nämna
- nämna
- mikroskopisk
- kanske
- sinnen
- misstag
- MIT
- blandning
- modell
- Modern Konst
- ögonblick
- Ögonblick
- Övervaka
- mer
- Morgan
- mest
- rörelse
- flytta
- rörliga
- mycket
- Musik
- my
- mystiska
- Mystery
- namn
- Som heter
- Natur
- nästan
- nödvändigt för
- behov
- angränsande
- grannar
- nät
- neutriner
- aldrig
- Nya
- newton
- Nästa
- trevligt
- Nej
- Nobelpriset
- i synnerhet
- Notera
- inget
- nu
- nukleär
- antal
- objektet
- objekt
- observationen
- Uppenbara
- ÅTTA
- of
- Office
- Ofta
- oh
- Okej
- Gamla
- äldre
- on
- gång
- ONE
- endast
- operativa
- motsatt
- or
- beställa
- vanlig
- ursprungliga
- ursprungligen
- Övriga
- Övrigt
- annat
- vår
- ut
- över
- egen
- Papper
- del
- passagen
- Förbi
- Tidigare
- patent
- Personer
- kanske
- personen
- personlig
- Peter
- Fenomenet
- filosofiskt
- Filosofin
- fysisk
- fysiker
- Fysik
- plocka
- bitar
- höjdpunkt
- Plats
- platser
- Planeter
- plato
- Platon Data Intelligence
- PlatonData
- plausibel
- spelar
- snälla du
- Massor
- podcast
- Podcasting
- utgör
- placera
- möjlig
- den mäktigaste
- exakt
- Precision
- förutse
- förutsagda
- förutsägelse
- Närvaron
- presentera
- nuvarande
- pretty
- Principen
- Principerna
- privilegium
- Priset
- förmodligen
- Problem
- problem
- producerad
- producent
- Produktion
- produktioner
- Professor
- djupgående
- Framsteg
- ordentligt
- egenskaper
- egenskapen
- skyddad
- förutsatt
- psykologiska
- Offentliggörande
- sätta
- kvalificera
- Quantamagazin
- Quantum
- Kvantmekanik
- kvantfysik
- fråga
- frågor
- ganska
- slumpmässig
- Betygsätta
- reaktioner
- verklig
- Verkligheten
- inser
- insåg
- verkligen
- nyligen
- Redefine
- reflekterad
- betraktas
- regelbunden
- relativitet
- förlita
- anmärkningsvärd
- ihåg
- avlägsen
- Upplösning
- avseende
- begränsa
- begränsningar
- översyn
- Rotation
- rikare
- rikt
- höger
- Ringa
- River
- Rum
- ungefär
- regler
- Körning
- Samma
- satelliter
- säga
- säger
- säger
- Skala
- skalor
- Skola
- Vetenskap
- vetenskaplig
- Forskare
- vetenskapsmän
- säsonger
- Andra
- se
- verka
- verkar
- Val
- känsla
- separat
- skall
- show
- signifikant
- Liknande
- Enkelt
- eftersom
- Sittande
- Situationen
- Small
- So
- Lösningar
- några
- på något sätt
- någon
- något
- dess
- låt
- ljud
- Utrymme
- Rum och tid
- tala
- tala
- talar
- speciell
- specifik
- fart
- hastigheter
- Spotify
- standard
- Stjärnor
- starta
- igång
- startar
- Ange
- .
- Stationer
- Steve
- fastklibbning
- Fortfarande
- lagra
- misslyckande
- Historia
- konstigt
- främling
- stark
- struktur
- Kämpar
- studerade
- Studios
- Läsa på
- prenumerera
- framgång
- sådana
- sol
- stödja
- Som stöds
- säker
- överraskning
- överraskad
- Sweep
- Symbolen
- system
- Ta
- tagen
- tar
- Diskussion
- tala
- Talks
- grupp
- Teknisk
- tekniskt
- tala
- berättar
- templeton
- tio
- tenderar
- villkor
- tester
- än
- tack
- Tack
- den där
- Smakämnen
- Framtiden
- Staten
- världen
- deras
- Dem
- tema
- sig själva
- sedan
- teoretiska
- Teorin
- Där.
- Dessa
- de
- sak
- saker
- tror
- Tänkande
- detta
- i år
- thomas
- de
- fastän?
- trodde
- glada
- Genom
- Bunden
- tid
- gånger
- Tidpunkten
- till
- i dag
- tillsammans
- ämnen
- spår
- färdas
- Traveling
- behandla
- behandling
- enorm
- triumf
- problem
- sann
- sanningen
- försöker
- vänder
- två
- Ytterst
- under
- genomgå
- förstå
- förståelse
- förstått
- Oväntat
- uppvikning
- unika
- Universell
- Universum
- universitet
- uppackning
- avtäckt
- us
- användning
- Begagnade
- användbara
- med hjälp av
- giltigt
- variabel
- Omfattande
- Hastighet
- version
- Kontra
- mycket
- utsikt
- vill
- var
- tittar
- Vatten
- Sätt..
- sätt
- we
- svagare
- webp
- välkommen
- VÄL
- były
- Vad
- Vad är
- när
- om
- som
- VEM
- Hela
- varför
- Vild
- kommer
- vinnare
- med
- inom
- utan
- underbart
- ord
- Arbete
- arbetade
- fungerar
- fungerar
- världen
- skulle
- skulle ge
- wow
- linda
- Wrapped
- skriva
- år
- år
- ja
- ännu
- Om er
- Din
- zephyrnet
- zoomning